283

KIMIA.STUDENTJOURNAL, Vol. 1, No. 2, pp. 283-288 UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG Received, 11 January 2013, Accepted, 16 January 2013, Published online, 1 February 2013

AKTIVITAS ANTIOKSIDAN DARI MINYAK BUNGA CENGKEH

(Syzygium aromaticum) KERING BERDASARKAN AKTIVITAS ANTIRADIKAL

YANG DITENTUKAN MENGGUNAKAN Electron Spin Resonance

Dian Ayu Nurjannah1, Rurini Retnowati1*, Unggul P. Juswono2

1Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Brawijaya Jl. Veteran Malang 65145

2Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Brawijaya Jl. Veteran Malang 65145

*Alamat korespondensi, Tel : +62-341-575838, Fax : +62-341-575835 Email: rretnowati@ub.ac.id

ABSTRAK Minyak cengkeh merupakan minyak atsiri yang dihasilkan oleh tanaman cengkeh (Syzygium

aromaticum) yang bersifat sebagai antioksidan. Penelitian ini bertujuan untuk menguji aktivitas antioksidan dari minyak bunga cengkeh dan eugenol standar terhadap minyak jagung yang diradiasi sinar UV dan diuji menggunakan Electron Spin Resonance. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada penambahan minyak bunga cengkeh sebanyak 55 L efektif memerangkap radikal bebas alkil hingga 60 %, hidroksil 48,57 %, dan peroksil 35,71 %. Berdasarkan penelitian, komponen aktif dalam minyak cengkeh yang memiliki aktivitas antioksidan adalah eugenol. Kata kunci: antioksidan, Electron Spin Resonance, minyak bunga cengkeh, Syzygium aromaticum

ABSTRACT Clove oil is an essential oil produced by cloves (Syzygium aromaticum) which acts as an antioxidants.

The aims of this research to determine antioxidants activities of clove oil and eugenol standard toward corn oil radiated UV light and test by Electron Spin Resonance. The results showed that the addition of 55 L clove oil effectively trapping 60% radicals alkyl, 48.57% hydroxyl, and 35.71% peroxyl. Based on the research, the active component which have antioxidant activity in clove oil is eugenol.

Keywords: antioxidants, Electron Spin Resonance, clove bud oil, Syzygium aromaticum

PENDAHULUAN

Cengkeh (Syzygium aromaticum) termasuk dalam family Myrtaceae. Bagian tanaman

yang bernilai komersial adalah bunganya yang banyak dimanfaatkan dalam industri rokok [1].

Namun pada perkembangannya, cengkeh juga dimanfaatkan untuk diambil minyak atsirinya.

Minyak cengkeh banyak dimanfaatkan dalam industri makanan sebagai flavour pada kue [2].

Selain itu, minyak cengkeh juga memiliki aktivitas biologi, seperti antibakteri, antijamur,

insektisida, dan antioksidan, dan digunakan secara tradisional sebagai agen perasa dan bahan

antimikroba dalam makanan [3-5].

Berdasarkan penelitian Henny [6], isolasi minyak cengkeh dengan metode distilasi uap

selama 8 jam dan analisis menggunakan Kromatografi Gas-Spektrometer Massa (KG-SM)

284

diperoleh komponen terbesar yaitu eugenol (81,2%) dan eugenil asetat (12,43%). Eugenol

pada minyak cengkeh merupakan salah satu senyawa fenolik [7]. Ikatan rangkap terkonjugasi

(kromofor) dari cincin aromatik yang berikatan dengan gugus hidroksil dalam struktur kimia

eugenol bertanggung jawab dalam penyerapan radiasi sinar UV.

Suatu senyawa dikatakan dapat memperangkap radikal bebas apabila memiliki

pasangan elektron bebas pada suatu atom. Namun, tidak semua atom yang memiliki pasangan

elektron bebas mampu memperangkap radikal. Atom tersebut harus mampu melepaskan

ikatannya dengan atom lain yang lebih elektropositf yaitu hidrogen. Adanya sistem

delokalisasi elektron pada senyawa benzena mampu menstabilkan satu elektron tidak

berpasangan pada antiradikal bebas.

Metode cepat dan sederhana untuk mengukur kapasitas antioksidan tanaman dapat

dilakukan dengan menggunakan radikal bebas, 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH).

DPPH secara luas digunakan untuk menguji kemampuan senyawa untuk bertindak sebagai

perangkap radikal bebas atau donor hidrogen, dan untuk mengevaluasi aktivitas antioksidan

[8]. Namun, metode tersebut tidak dapat menginformasikan jenis radikal yang terbentuk dari

sumber radikal. Electronic Spin Resonance (ESR) merupakan suatu metode yang dapat

digunakan untuk mempelajari aktivitas radikal bebas dengan mengamati medan magnet saat

elektron dari radikal bebas beresonansi dengan radiasi elektromagnetik. Pada dasarnya ESR

menggunakan hubungan antara momentum sudut intrinsic electron spin (s) dengan momen

magnetnya (m) yang mengikuti persamaan =gs. Dengan g dan merupakan factor lande

dan magneton Bohr. Faktor Lande, g, memberikan informasi tentang hubungan antara spin-

orbit antara elektron paramagnet dengan inti atom sekitarnya. Dengan demikian, lingkungan

atom yang berpengaruh terhadap sistem yang sedang diperiksa dapat dianalisis dari hasil g

yang diperoleh. Nilai g berbeda untuk setiap jenis radikal [9]

Minyak jagung merupakan salah satu minyak nabati. Minyak jagung merupakan ester

dari gliserol dan asam-asam lemak. Kandungan asam lemak minyak jagung yang paling

banyak adalah asam linoleat. Tingginya asam lemak tak jenuh pada minyak menyebabkan

minyak dapat dengan mudah dioksidasi oleh molekul oksigen membentuk hidroperoksida.

Panas, cahaya, logam, dan spesies oksigen reaktif dapat memfasilitasi pembentukan radikal

dari lemak.

285

Berdasarkan uraian di atas, dilakukan uji aktivitas terhadap kemampuan senyawa

penyusun minyak atsiri cengkeh sebagai perangkap radikal bebas menggunakan ESR dengan

minyak jagung sebagai sumber radikal bebas.

METODE PENELITIAN

Bahan dan alat

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini diantaranya adalah minyak bunga

cengkeh. Bahan-bahan kimia yang digunakan dalam penelitian ini adalah DPPH dan minyak

jagung merk CCO. Sedangkan alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah

seperangkat alat ESR, kompartmen, dan lampu UV.

Prosedur pembuatan sumber radikal

Ke dalam dua cawan patry ditambahkan masing-masing 25 mL minyak jagung dan

dimasukkan ke dalam kompartmen yang telah dilengkapi dengan lampu UV. Kemudian

dinyalakan lampu UV pada panjang gelombang 254 nm dan 366 dan masing-masing diradiasi

selama 40 menit.

Uji aktivitas minyak cengkeh

Satu mL minyak jagung yang telah diradiasi sinar UV dimasukkan ke dalam tabung

durham. Minyak jagung yang telah diradiasi diamati luas resonansi dengan mengatur

frekuensi dan arus listrik setiap jenis radikal bebas hidroksil, peroksil, dan alkil. Selanjutnya,

minyak cengkeh sebagai antiradikal bebas dimasukkan ke dalam tabung durham dengan

variasi volume (45, 50, 55, 60, 65 L) dan diamati penurunan luas kurva resonansi dengan

mengatur frekuensi dan arus listrik pada ESR.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pembuatan sumber radikal

Pembuatan sumber radikal dilakukan dengan cara meradiasi minyak jagung

menggunakan sinar UV pada panjang gelombang 254 dan 366 nm selama 40 menit.

Dilakukan pada panjang gelombang tersebut karena energi yang dibutuhkan untuk

memutuskan ikatan pada minyak jagung harus melebihi energi disosiasi ikatannya. Energi

yang dapat melebihi energi disosiasi ikatan yang ada pada minyak jagung adalah energi

dengan panjang gelombang 254 nm, sehingga untuk sumber radikal yang digunakan adalah

minyak jagung yang diradiasi sinar UV dengan panjang gelombang 254 nm.

Bahan yang digunakan sebagai sumber radikal adalah minyak jagung karena selain

dapat berperan sebagai zat pembawa (carrier) ternyata minyak jagung juga dapat

286

menghasilkan radikal bebas ketika terkena radiasi sinar UV. Radikal bebas tersebut

bersumber dari komponen utama minyak jagung yang tersusun dari gliserol dan asam lemak.

Penentuan faktor g pada berbagai jenis radikal

Untuk mengetahui jenis radikal bebas dapat diperoleh dari faktor g. Faktor g adalah

nilai yang mencirikan setiap radikal bebas yang bergantung pada orientasi molekul dalam

medan magnetik dan tergantung pada struktur elektron dari molekul. Hasil perhitungan faktor

g berbagai jenis radikal disajikan pada Tabel 1.

Tabel 1. Harga faktor g pada berbagi jenis radikal bebas minyak jagung yang diradiasi sinar UV pada panjang gelombang 254 nm

No Jenis Radikal (mHz) I (A) g Luas kurva resonansi (cm2)

1 Alkil 19,1 0,274 2,003088 0,15 2 Hidroksil 31,4 0,265 2,000674 0,175 3 Peroksil 32,7 0,161 2,015068 0,28

Uji aktivitas minyak atsiri cengkeh sebagai antiradikal bebas

Minyak bunga cengkeh memiliki aktivitas sebagai antiradikal bebas diduga karena

adanya senyawa eugenol. Hal tersebut terbukti dari penurunan luas kurva resonansi dari

eugenol standar sama dengan penurunan luas kurva resonansi dari minyak cengkeh.

Efektivitas pemerangkapan radikal bebas oleh minyak cengkeh dapat terlihat dari penurunan

luas kurva resonansi yang disajikan dalam Tabel 2.

Tabel 2. Efisiensi perangkap radikal bebas oleh minyak cengkeh sebagai antiradikal

No Jenis Radikal Penambahan Minyak Cengkeh (L)

Luas Kurva Resonansi Awal (cm2)

Luas Kurva Resonansi Akhir (cm2)

Luas Kurva Resonansi Hilang (%)

1 Alkil 45 50 55 60 65

0,15 0,15 0,15 0,15 0,15

0,10 0,08 0,06 0,06 0,06

33,33 46,67 60 60 60

2 Hidroksil 45 50 55 60 65

0,175 0,175 0,175 0,175 0,175

0,15 0,12 0,09 0,09 0,09

14,29 31,43 48,58 48,57 48,57

3 Peroksil 45 50 55 60 65

1,28 0,28 0,28 0,28 0,28

0,24 0,21 0,18 0,18 0,18

14,29 25 35,71 35,71 35,71

287

Gambar 1. pengaruh pertambahan volume minyak cengkeh terhadap penurunan luas kurva

resonansi radikal bebas Berdasarkan Tabel 2 dan Gambar 1 luas kurva resonansi untuk masing-masing jenis

radikal, terjadi penurunan seiring dengan banyaknya minyak cengkeh yang ditambahkan. Hal

tersebut menunjukkan bahwa semakin banyak senyawa yang memperangkap radikal bebas.

Namun pada penambahan minyak cengkeh sebanyak 55 L ketiga radikal tersebut sudah

tidak mengalami penurunan. Hal ini menunjukkan bahwa pada penambahan tersebut telah

terjadi kesetimbangan sehingga tidak ada lagi radikal yang dapat diperangkap oleh minyak

cengkeh. Senyawa eugenol yang terkandung dalam minyak cengkeh memiliki ciri khas

adanya gugus hidroksil pada gugus utama senyawa benzena. Hal ini dijelaskan bahwa satu

elektron atom hidrogen akan mudah melepas ikatan karena atom oksigen akan terstabilkan

oleh adanya delokalisasi elektron senyawa benzena sehingga satu elektron pada atom

hidrogen akan berikatan dengan satu elektron tidak berpasangan radikal bebas.

KESIMPULAN

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa

penambahan minyak bunga cengkeh sebanyak 55 L efektif memerangkap radikal bebas alkil

60 %, hidroksil 48,57 %, dan peroksil 35,71 %, dan yang berkontribusi dalam memerangkap

radikal bebas adalah senyawa eugenol yang dibuktikan dengan uji aktivitas eugenol standar.

DAFTAR PUSTAKA

1. Nurdjannah, N., 2004, Diversifikasi Tanaman Cengkeh, Persfektif, 3, No.2, pp. 61-70.

2. Atal CK, Kapur BM, 1982, Cultivation and Utilization of Aromatic Plants, CSIR,

Jammu-Tawi, India, pp. 136-741.

3. Lee KG, Shibamoto T., 2001, Antioxidant Property of Aroma Extract Isolated from

Clove Buds (Syzygium aromaticum (L.) Merr. Et Perry), Food Chem., 74, pp. 443-448.

0 10 20 30 40 50 60 70

0 45 50 55 60 65

Penu

runa

n Luas (%

)

Volume Penambahan Minyak Cengkeh (L)

Alkil

Hidroksil

Peroksil

288

4. Huang Y, Ho SH, Lee HC, Yap YL., 2002, Insecticidal Properties of Eugenol,

Isoeugenol and Methyleugenol and Their Effects on Nutrition of Sitophilus Zeamais

Motsch, (Coleoptera: Curculionidae) and Tribolium castaneum (Herbst) (Coleoptera:

Tenebrionidae), J. Stored Prod. Res., 38, pp. 403-412.

5. Velluti A, Sanchis V, Ramos AJ, Marn S., 2003, Inhibitory effect of cinnamon, clove,

lemongrass, oregano and palmarose essential oils on growth and fumonisin B1

production by Fusarium proliferatum in maize grain, Int. J. Food Microbiol., 89, pp. 145-

154.

6. Prianto H, 2012, Isolasi dan Karakterisasi dari Minyak Bunga Cengkeh (Syzygium

aromaticum) Kering Hasil Distilasi Uap, Skripsi, Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam, Universitas Brawijaya.

7. Asha DS, Umasankar ME, Babu S, 2012, A Comparative Study of Antioxidant Properties

in Common Indian Spices, Journal of Pharmacy, pp. 465-468.

8. Asha DS, Deepak G, 2011, Antioxidant Activities of Methanolic Extracts of Sweet-Flag

(Acorus calamus) Leaves and Rhizomes, Journal of Herbs, Spices & Medicinal Plants,

17, pp. 1-11.

9. Atkins, 1999, Kimia Fisika, Erlangga, Jakarta.